Читать онлайн «Методы управления нелинейными механическими системами»

УДК 531. 36 ББК 22. 21 4 49 Черноусько Ф. Л. , Ананьевский И. М. , Решмин С. А. Методы управления нелинейными механическими системами. — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 328 с. - ISBN 5-9221-0678-3. Книга посвящена разработке эффективных методов управления сложными механическими системами на основе математических моделей, отражающих основные особенности таких систем: высокую размерность системы, динами- динамическую зависимость между ее степенями свободы, наличие нелинейностей (в том числе разрывных зависимостей типа сухого трения), сложные совместные ограничения на управляющие воздействия и фазовые переменные, неполноту информации о внешних возмущениях и собственных параметрах системы, требование о приведении системы в терминальное состояние за конечное время. Эффективность предложенных в монографии методов продемонстриро- продемонстрирована путем построения законов управления для конкретных механических и электромеханических систем, а также компьютерного моделирования динамики этих систем. Для научных работников и инженеров — специалистов по механике систем, теории управления и их приложений, а также для студентов и аспирантов. © ФИЗМАТЛИТ, 2006 © Ф. Л. Черноусько, И. М. Ананьевский, ISBN 5-9221-0678-3 С. А. Решмин, 2006 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 7 Введение 9 Глава 1. Метод декомпозиции управления (первый способ) 19 § 1. 1. Управляемая механическая система 19 § 1. 2. Постановка задачи управления 20 § 1. 3. Декомпозиция 23 § 1. 4. Оптимальное управление подсистемой 25 § 1. 5. Упрощенное управление подсистемой 29 § 1. 6. Сравнительный анализ результатов 33 § 1. 7. Управление исходной системой 39 § 1. 8. Модификация метода декомпозиции 40 § 1. 9. Анализ управляемых движений 42 § 1. 10. Определение параметров 45 §1. 11. Подсистема с нелинейным сопротивлением 52 § 1. 12. Управление нелинейной подсистемой 54 § 1. 13. Приложение к робототехническим системам 69 § 1. 14. Синтез управления двузвенным манипулятором с безредуктор- ными приводами 73 § 1. 15. Примеры 79 Глава 2. Метод декомпозиции управления (второй способ) 89 §2. 1. Управляемая механическая система 89 §2. 2. Постановка задачи 91 §2. 3. Управление при отсутствии внешних сил 92 §2. 4. Декомпозиция 94 §2. 5. Построение синтеза управления 99 §2. 6. Управление в общем случае 100 §2. 7. Обобщение на случай ненулевой конечной скорости 104 §2. 8. Задача об отслеживании траекторий механических систем ... . 111 §2. 9. Приложения к робототехническим системам 118 §2. 10. Примеры 123 Оглавление Глава 3. Кусочно-линейное управление механическими системами в условиях неопределенности 133 §3. 1. Постановка задачи для склерономной системы 133 §3. 2. Вспомогательное рассуждение 135 §3. 3. Описание алгоритма управления 136 §3. 4. Обоснование алгоритма 138 §3. 5. Оценка времени движения 144 §3. 6. Достаточное условие приведения 146 §3. 7. Результаты моделирования динамики двузвенника 148 §3. 8. Управление двухмассовой системой с неизвестными параметрами 151 §3. 9. Первый этап движения 156 §3. 10. Второй этап движения 161 §3. 11.